Innerzellulärer Eisentransport aufgeklärt Enzyme als „Eisen-Taxi“ - scinexx | Das Wissensmagazin
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Innerzellulärer Eisentransport aufgeklärt

Enzyme als „Eisen-Taxi“

Ein internationales Wissenschaftlerteam hat herausgefunden, wie das Spurenelement Eisen an seine Zielorte in der Zelle gelangt. Die Enzyme Glutaredoxin 3 und 4, die für die innerzelluläre Eisenverteilung verantwortlich sind, kommen bei allen Organismen vor, die aus Zellen mit echtem Kern bestehen – also bei einzelligen Pilzen ebenso wie bei Pflanzen, Tieren und beim Menschen.

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Das Team um Professor Roland Lill von der Universität Marburg stellt die Ergebnisse der neuen Studie in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift „Cell Metabolism“ vor.

Ohne Eisen kein Leben

Ohne Eisen kein Leben: Das Metall ist ein unverzichtbarer Bestandteil vieler lebenswichtiger Verbindungen. Beispielsweise sorgt es im Blutfarbstoff Hämoglobin dafür, dass Sauerstoff gebunden werden kann. Bislang wusste man nicht, wie Eisen innerhalb der Zelle dorthin transportiert wird, wo es benötigt wird.

Die Wissenschaftler um Lill und Ulrich Mühlenhoff nutzten nun Hefezellen als Modell, um die Funktion der Glutaredoxine 3 und 4 (Grx3/4) zu untersuchen. Glutaredoxine bilden eine große Proteinfamilie und können vielfältige Funktionen erfüllen, etwa als innerzelluläre Eisensensoren oder bei Reaktionen, die Elektronen von einem Molekül auf ein anderes übertragen.

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Glutaredoxin 3 und 4 als Taxi

Die Ergebnisse von Lill und seinen Kollegen weisen jedoch auch in eine bisher unbekannte Richtung: „Unsere Befunde zeigen, dass Glutaredoxin 3 und 4 eine entscheidende Rolle für den Transport von Eisen zu dessen eigentlichem Zielort innerhalb der Zelle spielen“, erklären die Forscher. So sind die Hefezellen nicht in der Lage, eisenhaltige Proteine herzustellen, wenn Grx3/4 ausgeschaltet wird – der Grund: Das Metall kann nicht in die Eiweißverbindungen eingebaut werden, obwohl es in hoher Konzentration in der Zelle verfügbar ist.

Eisenmangel eine der häufigsten Stoffwechselerkrankungen beim Menschen

Die Transportfunktion von Grx3/4 beruht ihrerseits auf einem Eisen-Schwefel-Zentrum, wie die Zellforscher belegen konnten. „Die zentrale Bedeutung von Grx3/4 für den innerzellulären Eisentransport könnte erklären, warum diese Proteinfamilie bei allen Organismen mit echtem Zellkern vorkommen“, vermuten die Wissenschaftler. Die Studien sind von besonderer Bedeutung, da Eisenmangel zu den häufigsten Stoffwechselerkrankungen beim Menschen gehört.

(idw – Universität Marburg, 06.10.2010 – DLO)

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